Vesiniku tuumatootmist peetakse laialdaselt eelistatud meetodiks vesiniku suuremahuliseks tootmiseks, kuid see näib edenevat aeglaselt. Niisiis, mis on tuumavesiniku tootmine?
Tuumavesiniku tootmine, st tuumareaktor koos täiustatud vesiniku tootmisprotsessiga vesiniku masstootmiseks. Tuumaenergiast vesiniku tootmise eeliseks on kasvuhoonegaaside puudumine, vesi toorainena, kõrge efektiivsus ja mastaapsus, seega on see tulevikus oluline lahendus suuremahuliste vesinikuvarustuse jaoks. IAEA hinnangul suudab väike 250 MW reaktor kõrge temperatuuriga tuumareaktsioonide abil toota 50 tonni vesinikku päevas.
Tuumaenergeetikas vesiniku tootmise põhimõte on kasutada vesiniku tootmise energiaallikana tuumareaktoris tekkivat soojust ning sobiva tehnoloogia valikul realiseerida efektiivne ja suuremahuline vesiniku tootmine. Ja kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamine või isegi kõrvaldamine. Tuumaenergiast vesiniku tootmise skemaatiline diagramm on näidatud joonisel.
Tuumaenergia muundamiseks vesinikuenergiaks on palju võimalusi, sealhulgas vesi kui tooraine elektrolüüsi, termokeemilise tsükli, kõrge temperatuuriga auru elektrolüüsi vesiniku tootmise, vesiniksulfiidi toorainena krakkimise vesiniku tootmisel, maagaasi, kivisüsi, biomassi toorainena pürolüüsi vesiniku abil. tootmine jne. Kasutades vett toorainena, ei tooda kogu vesiniku tootmisprotsess CO₂, mis võib põhimõtteliselt kõrvaldada kasvuhoonegaaside heitkogused; Vesiniku tootmine muudest allikatest vähendab ainult süsinikuheidet. Lisaks on tuumaelektrolüüsivee kasutamine vaid lihtne kombinatsioon tuumaenergia tootmisest ja traditsioonilisest elektrolüüsist, mis kuulub endiselt tuumaenergia tootmise valdkonda ja mida üldiselt ei peeta tõeliseks tuumavesiniku tootmise tehnoloogiaks. Seetõttu peetakse tuumavesiniku tootmise tehnoloogia tulevikusuunaks termokeemilist tsüklit vee toorainena, tuumasoojuse täielikku või osalist kasutamist ja kõrge temperatuuriga auruelektrolüüsi.
Praegu on tuumaenergeetikas vesiniku tootmiseks kaks peamist viisi: elektrolüütiline vesivesiniku tootmine ja termokeemiline vesiniku tootmine. Tuumareaktorid pakuvad vastavalt elektri- ja soojusenergiat ülaltoodud kahe vesiniku tootmise viisi jaoks.
Vee elektrolüüs vesiniku tootmiseks tähendab tuumaenergia kasutamist elektri tootmiseks ja seejärel vee elektrolüütilise seadme kaudu vee lagundamiseks vesinikuks. Vesiniku tootmine elektrolüütilise vee abil on suhteliselt otsene vesiniku tootmismeetod, kuid selle meetodi vesiniku tootmise efektiivsus (55% ~ 60%) on madal, isegi kui Ameerika Ühendriikides võetakse kasutusele kõige arenenum SPE vee elektrolüüsi tehnoloogia, on elektrolüütiline efektiivsus suurendatakse 90%-ni. Kuid kuna enamik tuumaelektrijaamu muundab praegu soojust elektriks ainult umbes 35% efektiivsusega, on vee elektrolüüsil vesiniku tootmise lõplik koguefektiivsus tuumaenergias vaid 30%.
Termokeemiline vesiniku tootmine põhineb termokeemilisel tsüklil, tuumareaktori ühendamisel termokeemilise tsükli vesiniku tootmisseadmega, kasutades soojusallikana tuumareaktori kõrget temperatuuri, nii et vesi katalüüsib termilist lagunemist 800 ℃ juures. kuni 1000 ℃, et toota vesinikku ja hapnikku. Võrreldes elektrolüütilise vee vesiniku tootmisega on termokeemilise vesiniku tootmise efektiivsus suurem, koguefektiivsus ulatub eeldatavasti üle 50%, kulud on madalamad.
Postitusaeg: 28.02.2023